DE1237332B - Process for the heat treatment of extruded AlMgSi alloys which are to be hot-worked at high speed - Google Patents
Process for the heat treatment of extruded AlMgSi alloys which are to be hot-worked at high speedInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. σ.:Int. σ .:
C22fC22f
Deutsche Kl.: 40 d -1/04 German class: 40 d - 1/04
Nummer: 1 237 332Number: 1 237 332
Aktenzeichen: V 27691 VI a/40 dFile number: V 27691 VI a / 40 d
Anmeldetag: 5. Februar 1965Filing date: February 5, 1965
Auslegetag: 23. März 1967Opened on: March 23, 1967
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von mit hoher Geschwindigkeit warmzuverformenden stranggegossenen Preß- oder Walzbarren aus Legierungen des Typs AlMgSi, die auch noch z. B. Kupfer als Legierungsbestandteil enthalten können, bei dem die Barren bei 500 bis 590° C, vorzugsweise 530 bis 580° C, geglüht und anschließend verzögert stufenweise abgekühlt werden.The invention relates to a method for the heat treatment of high-speed hot-working continuously cast billets or rolling bars made of alloys of the AlMgSi type, which also still z. B. may contain copper as an alloy component, in which the bars at 500 to 590 ° C, preferably 530 to 580 ° C, annealed and then gradually cooled down with a delay.
Gegenstand einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung (Aktenzeichen V 25762 VIa/ 4Od) des Erfinders ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung von mit hoher Geschwindigkeit warmzuverformenden stranggegossenen Preß- oder Walzbarren aus Legierungen des Typs AlMgSi, bei dem die Barren bei 500 bis 590° C, vorzugsweise 530 bis 580° C, geglüht und anschließend verzögert abgekühlt werden, mit dem Merkmal, daß die Abkühlung mit weniger als 50 grd/Std., vorzugsweise mit 20 grd/Std., bis auf eine Temperatur von 250° C oder darunter vorgenommen wird mit dem Ziel, möglichst viele der gelösten Bestandteile an Magnesium und Silicium in Form grober Teilchen auszuscheiden, die beim Aufheizen und kurzfristigen Halten auf Preßtemperatur noch nicht vollständig in Lösung gehen.Subject of an older, not previously published patent application (file number V 25762 VIa / 4Od) of the inventor is a method for the heat treatment of hot-deformed at high speed continuously cast pressed or rolled billets made of alloys of the AlMgSi type, in which the billets annealed at 500 to 590 ° C, preferably 530 to 580 ° C, and then cooled with a delay, with the feature that the cooling with less than 50 degrees / hour, preferably with 20 degrees / hour, up to a temperature of 250 ° C or below is carried out with the aim of keeping as many of the Separate dissolved components of magnesium and silicon in the form of coarse particles, which when heated and short-term holding at the pressing temperature do not yet go completely into solution.
Bei der praktischen Ausführung dieses Verfahrens wurde festgestellt, daß die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Zugfestigkeitswerte, sowohl nach Kalt- als auch nach Warmaushärtung nicht in allen Fällen befriedigten, was insbesondere für den Hochbau, z. B. für die Herstellung von Fassadenelementen, aus Legierungen des genannten Typs zutraf. In the practice of this process it was found that the mechanical properties, in particular the tensile strength values, after both cold and hot curing, not in all cases satisfied, which is especially true for building construction, z. B. for the production of facade elements, from alloys of the type mentioned applies.
Gemäß der Erfindung wird nun dieser Mangel bei einem wie eingangs erläuterten Verfahren unter Aufrechterhaltung oder allenfalls geringer Verkleinerung der nach dem älteren Verfahren erzielbaren Preßgeschwindigkeit dadurch behoben, daß die Abkühlung in der ersten Stufe mit weniger als 50 grd/Std., vorzugsweise mit 20 grd/Std., bis auf eine Temperatur von 450 bis 300° C, vorzugsweise 400 bis 300° C, erfolgt, woran sich in der zweiten Stufe eine normale oder vorzugsweise beschleunigte Abkühlung anschließt. According to the invention, this deficiency is now maintained in a method as explained at the beginning or at most a slight reduction in the pressing speed achievable by the older process remedied by the fact that the cooling in the first stage with less than 50 degrees / hour, preferably at 20 degrees / hour, up to a temperature of 450 to 300 ° C, preferably 400 to 300 ° C, takes place, followed by normal or preferably accelerated cooling in the second stage.
Die erfindungsgemäße Abkühlung der ersten Stufe auf einen Temperaturbereich von 450 bis 300° C oder den vorzugsweisen Temperaturbereich von 400 bis 300° C geschieht zweckmäßig durch eine Ofenabkühlung oder auch unter einer Haube. Bei der sich hieran anschließenden schnelleren Abkühlung der zweiten Stufe kann man entweder eine normale Abkühlung an Luft anwenden oder aber die Barren vorzugsweise mit einem Luftgebläse anblasen, mit Verfahren zur Wärmebehandlung von mit hoher Geschwindigkeit warmzuverformenden stranggegossenen AlMgSi-LegierungenThe inventive cooling of the first stage to a temperature range of 450 to 300 ° C or the preferred temperature range from 400 to 300 ° C. is expediently effected by cooling in the oven or under a hood. During the subsequent faster cooling of the In the second stage, you can either use normal cooling in air or, preferably, the bars blown with an air blower, with processes for the heat treatment of continuously castings to be hot-worked at high speed AlMgSi alloys
Anmelder:Applicant:
Vereinigte Aluminium-Werke Aktiengesellschaft, Bonn, Am NordbahnhofUnited Aluminum Works Aktiengesellschaft, Bonn, at the north station
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Günther Scharf, Bonn; Dr.-Ing. Wolfgang Gruhl, Bad GodesbergNamed as inventor:
Dipl.-Ing. Günther Scharf, Bonn; Dr.-Ing. Wolfgang Gruhl, Bad Godesberg
Wasser abspritzen oder in ein Wasserbad eintauchen. Spray off water or immerse in a water bath.
Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß die Dauer der Homogenisierungsglühung nur einen untergeordneten Einfluß auf die Warmformgebungseigenschaften der Gußbarren hat, wenn die vorstehend beschriebene langsame Abkühlung während der ersten Stufe vorgenommen wird. So lassen sich Barren, die 1 Stunde bei 580° C homogenisiert, anschließend mit maximal 20 grd/Std. auf 300° C abgekühlt und sodann mit Wasser abgespritzt werden, genauso gut verpresseri wie Barren, die 48 Stunden bei 580° C homogenisiert und in gleicher Weise abgekühlt wurden. Bei Anwendung der beschriebenen Abkühlung können somit Homogenisierungszeit und -kosten eingespart werden. In addition, it has been shown that the duration of the homogenization annealing is only of secondary importance Has an influence on the thermoforming properties of the cast ingot if the one described above slow cooling is carried out during the first stage. This is how bars that last 1 hour Homogenized at 580 ° C, then at a maximum of 20 degrees / hour. cooled to 300 ° C and then with Water can be hosed off, just as well as bars that are homogenized at 580 ° C for 48 hours and cooled in the same way. When using the cooling described can thus Homogenization time and costs can be saved.
Die folgende Tabelle läßt einen Vergleich zwischen der zum Stand der Technik gehörenden Luftabkühlung, ferner dem Verfahren gemäß der eingangs erwähnten älteren Patentanmeldung und dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu. Den Untersuchungen wurde jeweils eine Aluminiumlegierung aus 0,45 °/o Mg, 0,40 °/o Si, Rest Al auf Basis 99,7 H mit den üblichen Beimengungen zugrunde gelegt. Besagte Proben waren während 1 Stunde bei 570 ± 10° C Metalltemperatur homogenisiert und anschließend erfindungsgemäß abgekühlt worden. Sie wurden sodann induktiv auf eine Preßtemperatur von 480° C aufgeheizt, 2 Minuten auf dieser Temperatur gehalten und anschließend auf einer 315-Mp-Presse verpreßt. Die Preßkraft betrug konstant 170 Mp.The following table allows a comparison between the state-of-the-art air cooling, also the method according to the earlier patent application mentioned at the beginning and the Subject of the present invention to. An aluminum alloy was used for each of the investigations of 0.45% Mg, 0.40% Si, the remainder Al based on 99.7 H with the usual admixtures as a basis. Said samples were with for 1 hour 570 ± 10 ° C metal temperature and then cooled according to the invention. They were then inductively heated to a pressing temperature of 480 ° C. and at this temperature for 2 minutes held and then pressed on a 315 Mp press. The pressing force was constant 170 Mp.
■■■■'■:- O : '· ."...■/:.:·■'.:·:· 709 520/340 ■■■■ '■ : - O:' ·. "... ■ /:.: · ■ '.: ·: · 709 520/340
Art der BarrenabkühlungType of ingot cooling
Preßgeschwindigkeit Pressing speed
m/Min.m / min.
5 Tage RT-Lagerung
kp/mm2 '5 days RT storage
kp / mm 2 '
16 Std./160° C
kp/mm2 16 hours / 160 ° C
kp / mm 2
Ö0,2 I 0B Ö0,2 I 0 B
1. Luftabkühlung 1. Air cooling
2. Bis 200° C mit 20 grd/Std. anschließend Luftabkühlung .. c 2. Up to 200 ° C with 20 degrees / hour. then air cooling .. c
3. Bis 400° C mit 20 grd/Std. anschließend Wasserabspritzung 3. Up to 400 ° C at 20 degrees / hour. then water rinsing
4. Bis 300° C mit 20 grd/Std. anschließend Wasserabspritzung 4. Up to 300 ° C with 20 degrees / hour. then water rinsing
4,7
11,8
10,9
11,24.7
11.8
10.9
11.2
7,37.3
"5,4"5.4
7,47.4
6,46.4
16,5
13,3
15,8
15,116.5
13.3
15.8
15.1
18,0
13,2
17,8
17,418.0
13.2
17.8
17.4
24,5
19,5
24,7
23,424.5
19.5
24.7
23.4
..Die Tabelle zeigt, daß die Legierung gemäß Versuch 1 eine nur geringe Preßgeschwindigkeit von 4,7 m/Min, zuläßt, während nach Versuch 2, der dem Gegenstand der älteren Patentanmeldung V 25762 VI a/40 d des Erfinders entspricht, eine Steigerung ao der Preßgeschwindigkeit auf 11,8 m/Min, erreicht ' wird. Die Preßgeschwindigkeit gemäß den Versuchen 3 und 4, wie sie dem Verfahren gemäß der Erfindung entsprechen, sind nur geringfügig verändert, jedoch stehen dem erhebliche Steigerungen in der Streckgrenze und Zugfestigkeit gegenüber...The table shows that the alloy according to experiment 1 allows only a low pressing speed of 4.7 m / min, while after Experiment 2, the Subject of the older patent application V 25762 VI a / 40 d of the inventor corresponds to an increase ao the pressing speed of 11.8 m / min 'is reached'. The pressing speed according to the experiments 3 and 4, as they correspond to the method according to the invention, are only slightly changed, however, this is offset by significant increases in yield strength and tensile strength.
Ähnliche Ergebnisse lassen sich bei Legierungen des Typs AlMgSi und AlMgSiCu auch bei höheren Mg- und Si-Gehalten erzielen, wobei es zweckmäßig ist, mit der verlangsamten Abkühlung bei Temperatüren zwischen 450 und 300° C aufzuhören. : Similar results can be achieved with alloys of the type AlMgSi and AlMgSiCu even with higher Mg and Si contents, whereby it is advisable to stop the slower cooling at temperatures between 450 and 300 ° C. :
Bei den oben aufgeführten Versuchen wurden ein verhältnismäßig nur geringer Druck und eine verhältnismäßig nur geringe Preßtemperatur angewendet, um genaue Messungen der relativen Preßgeschwindigkeit zu ermöglichen. Bei betriebsmäßigen Versuchen wurden regelmäßig Preßgeschwindigkeiten von mehr als 50 m/Min, erzielt. Außerdem konnten über 80 Pressungen gefahren werden, ohne daß es notwendig war, die Preßwerkzeuge zu säubern. Dies zeigt, daß die erfindungsgemäß behandelten Barren in warmem Zustand gut verformbar sind und hervorragende Oberflächeneigenschaften haben.In the tests listed above, there was only one relatively low pressure and one relative only low pressing temperature applied to make accurate measurements of relative pressing speed to enable. In operational tests, pressing speeds were regular of more than 50 m / min. In addition, over 80 pressings could be carried out without it was necessary to clean the pressing tools. This shows that the treated according to the invention Ingots are easily deformable when hot and have excellent surface properties.
Der bei den Versuchen gemessene Unterschied in der Preßgeschwindigkeit ist ein allgemeines Maß für den Verformungswiderstand in der Wärme. Folglich sind bei allen anderen Warmformgebungsverfahren analoge Ergebnisse erzielbar; z.B. wird die Warmwalzbarkeit in gleichem Maße verbessert wie die Preßbarkeit.The difference in press speed measured in the trials is a general measure of the resistance to deformation in heat. Consequently, in all other hot forming processes analogous results can be achieved; e.g., the hot rollability is improved in the same degree as the Compressibility.
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